鉆削、鉸削與鏜削加工課件

鑽削、鉸削與鏜削加工內(nèi)孔表面也是零件上的主要表面之一，根據(jù)零件在機(jī)械產(chǎn)品中的作用不同，不同結(jié)構(gòu)的內(nèi)孔有不同的精度和表面品質(zhì)要求。按照孔與其他零件的相對(duì)連接關(guān)係的不同，可分為配合孔與非配合孔；按其幾何特徵的不同，可分為通孔、盲孔、階梯孔、錐孔等；按其幾何形狀不同，可分為圓孔，非圓孔等。由於孔加工是對(duì)零件內(nèi)表面的加工，對(duì)加工過程的觀察、控制困難，加工難度要比外圓表面等開放型表面的加工大得多?？椎募庸み^程主要有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：1）孔加工刀具多為定尺寸刀具，如鑽頭、鉸刀等，刀具磨損造成的形狀和尺寸的變化會(huì)直接影響被加工孔的精度。2）由於受被加工孔尺寸的限制，切削速度很難提高，影響加工生產(chǎn)率和加工表面品質(zhì)。3）刀具的結(jié)構(gòu)受孔尺寸的直徑和長(zhǎng)度的限制，剛性較差。4）孔加工時(shí)，刀具一般是在半封閉的空間工伯，切屑排除困難；冷卻液難以進(jìn)入加工區(qū)域，散熱條件不好。鑽削：一般精度為IT3～I(xiàn)T10，表面粗糙度值為Ra=20～10um鉸削：一般精度為IT8～I(xiàn)T6，表面粗糙度值為Ra=1.6～0.4um鏜削：一般精度為IT8～I(xiàn)T7，表面粗糙度值為Ra=6.3～0.8um

§6-1鑽頭和鑽削加工孔加工刀具按其用途一般分為兩大類：一類是從實(shí)體材料上加工出孔的刀具；另一類是對(duì)已有孔進(jìn)行再加工的刀具。 一、麻花鑽的結(jié)構(gòu) 麻花鑽是一種形狀較複雜的雙刃鑽孔或擴(kuò)孔的標(biāo)準(zhǔn)刀具。一般用於孔的粗加工（IT11以下精度及表面粗糙度Ra25—6.3um），也可用於加工攻絲、鉸孔、拉孔、鏜孔、磨孔的預(yù)製孔。1、麻花鑽的構(gòu)造

標(biāo)準(zhǔn)麻花鑽由3個(gè)部分組成：工作部份、柄部、頸部尾部是鑽頭的夾持部分，用於與機(jī)床聯(lián)接，並傳遞扭矩和軸向力。按麻花鑽直徑的大小，分為直柄（小直徑）和錐柄（大直徑）兩種。頸部是工作部分和尾部間的過渡部分，供磨削時(shí)砂輪退刀和列印標(biāo)記用。小直徑的直柄鑽頭沒有頸部。工作部分是鑽頭的主要部分，前端為切削部分，承擔(dān)主要的切削工作；後端為導(dǎo)向部分，起引導(dǎo)鑽頭的作用，也是切削部分的後備部分。2、麻花鑽的主要幾何參數(shù)螺旋角：鑽頭螺旋槽最外緣處螺旋線的切線與鑽頭軸線間的夾角為鑽頭的螺旋角。較大的螺旋角，使鑽頭的前角增大，故切削扭矩和軸向力減小，切削輕快，排屑也較容易。但是螺旋角過大，會(huì)削弱鑽頭的強(qiáng)度和散熱條件，使鑽頭的磨損加劇。標(biāo)準(zhǔn)麻花鑽的=18°—30°，小直徑鑽頭值較小。頂角2和主偏角κr：鑽頭的頂角（即鋒角）為兩主切削刃在與其平行的軸向平面上投影之間的夾角。標(biāo)準(zhǔn)麻花鑽的2=118°，此時(shí)的主切削刃是直線。 鑽頭的頂角2直接決定了主偏角κr的大小，且頂角之半在數(shù)值上與主偏角κr很接近。頂角越小，切削刃長(zhǎng)度增加，單位切削刃長(zhǎng)度上負(fù)荷降低，刀尖角r增大，改善了散熱條件，提高了鑽頭的耐用度。同時(shí)，軸向力減小。但切屑變薄，切屑平均變形增加，故使扭矩增大。前角：鑽頭的前角是在正交平面內(nèi)測(cè)量的前刀面與基面間的夾角。對(duì)於標(biāo)準(zhǔn)麻花鑽，前角由30°逐漸變?yōu)?30°，故靠近中心處的切削條件很差。後角f：鑽頭的後角是在假定工作平面（即以鑽頭軸線為軸心的圓柱面的切平面）內(nèi)測(cè)量的切削平面與主後刀面之間的夾角。

考慮到進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)工作後角的影響，同時(shí)為了補(bǔ)償前角的變化，使刀刃各點(diǎn)的楔角較為合理，並改善橫刃的切削條件，麻花鑽的後角刃磨時(shí)應(yīng)由外緣處向鑽心逐漸增大。橫刃角度——橫刃是兩個(gè)後刀面的交線，其長(zhǎng)度為bψ。橫刃角度包括橫刃斜角ψ，橫刃前角γoψ和橫刃後角αoψ。橫刃斜角ψ為在鑽頭端平面內(nèi)投影的橫刃與主切削刃之間的夾角，它是刃磨後刀面時(shí)形成的。

由於標(biāo)準(zhǔn)麻花鑽在結(jié)構(gòu)上存在著很多問題，在使用時(shí)常常進(jìn)行修磨，以改變標(biāo)準(zhǔn)麻花鑽切削部分的幾何形狀，改善其切削條件，提高鑽頭的切削性能。二、鑽削過程特點(diǎn)及鑽削用量1、鑽削過程特點(diǎn) 刀具剛性差，排屑困難，切削熱不易排出2、鑽削用量（1）鑽削深度ap它是鑽頭的半徑（2）進(jìn)給量f和每刃進(jìn)給量af鑽頭（或工件）每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，鑽頭在進(jìn)給方向相對(duì)於工件的位移量稱進(jìn)給量f(mm/r)。由於麻花鑽有兩個(gè)刀齒（即Z=2），故每個(gè)刀齒的進(jìn)給量為af=f/2(mm/z)（3）鑽削速度Vc鑽削速度指鑽頭外徑處的主運(yùn)動(dòng)線速度（m/min）三、其他鑽頭1、群鑽：三尖七刃銳當(dāng)先，月牙弧槽分兩邊，一側(cè)外刃開屑槽，橫刃磨得低窄尖2、可轉(zhuǎn)位淺孔鑽3、錯(cuò)齒內(nèi)排屑深孔鑽4、單刃外排屑深孔鑽（槍鑽）5、噴吸鑽四、擴(kuò)孔鑽 擴(kuò)孔鑽是用於對(duì)已鑽孔進(jìn)一步加工,以提高孔的加工品質(zhì)的刀具,其加工精度可達(dá)IT10—IT11,表面粗糙度可達(dá)Ra6.3—3.2。

擴(kuò)孔鑽的刀齒比較多,一般有3—4個(gè),故導(dǎo)向性好,切削平穩(wěn),由於擴(kuò)孔餘量較小,容屑槽較淺，刀體強(qiáng)度和剛性較好；擴(kuò)孔鑽的主要類型有兩種，即整體式擴(kuò)孔鑽和套式擴(kuò)孔鑽，其中套式擴(kuò)孔鑽適用於大直徑孔的擴(kuò)孔加工?！?-2鉸刀和鉸削加工鉸孔之前，被加工孔一般需經(jīng)過鑽孔或經(jīng)過鑽、擴(kuò)孔加工。一、鉸削過程特點(diǎn)1、鉸刀的結(jié)構(gòu)鉸刀用於中、小尺寸孔的半精加工和精加工，也可用於磨孔或研孔前的預(yù)加工。鉸刀齒數(shù)多（6—12個(gè)），導(dǎo)向性好，芯部直徑大，剛性好。鉸削餘量小，切削速度低，加上切削過程中的擠壓作用，所以能獲得較高的加工精度（IT6—IT8）和較好的表面品質(zhì)（Ra1.6—Ra0.4um）。鉸刀分為手用鉸刀和機(jī)用鉸刀兩類。手用鉸刀又分為整體式和可調(diào)式，機(jī)用鉸刀分帶柄的和套式。加工錐孔用的鉸刀稱為錐度鉸刀。鉸刀的基本結(jié)構(gòu)如圖所示它由柄部、頸部和工作部分組成，工作部分包括切削部分和校準(zhǔn)部分，切削部分用於切除加工餘量；校準(zhǔn)部分起導(dǎo)向、校準(zhǔn)與修光作用。鉸刀切削部分呈錐行，其錐角2κr的大小主要影響被加工孔的品質(zhì)和鉸削時(shí)軸向力的大小。對(duì)於手用鉸刀，為了減小軸向力，提高導(dǎo)向性，一般取κr=30′—1°30′；對(duì)於機(jī)用鉸刀，為提高切削效率，一般加工鋼件時(shí)，κr=12°—15°；加工鑄鐵件時(shí)，κr=3°—5°；加工盲孔時(shí)，κr=45°。由於鉸削餘量很小，切屑很薄，故鉸刀的前角作用不大，為了製造和刃磨方便，一般取=0°。鉸刀的切削部分為尖齒，後角一般為=6°—10°。而校準(zhǔn)部分應(yīng)留有寬0.2—0.4mm、後角=0°的棱邊，以保證鉸刀有良好的導(dǎo)向與修光作用。2、鉸削過程特點(diǎn) 鉸刀的直徑是指鉸刀圓柱校準(zhǔn)部分的刀齒直徑，它直接影響到被加工孔的尺寸精度、鉸刀的製造成本及使用壽命。 （1）鉸削的加工餘量一般小於0.1mm，鉸刀的主偏角Kr一般小於45度，因此鉸削時(shí)切削厚度ac很小，約0.01~0.03mm。 （2）鉸削過程所採用的切削速度一般都較低，因而切削變形較大。 （3）在切削液潤(rùn)滑作用下，切削刃的鈍圓部分只在加工表面上潤(rùn)滑，使工件表面受到熨壓作用，熨壓後已加工表面發(fā)生彈性恢復(fù)。鉸孔時(shí)，應(yīng)根據(jù)工件材料、結(jié)構(gòu)和鉸削餘量的大小，綜合分析決定切削液的使用。二、鉸刀的結(jié)構(gòu)參數(shù)1、直徑及公差鉸刀是定尺寸刀具，直徑及其公差的選取主要取決於被加工孔的直徑及其精度。同時(shí)，也要考慮鉸刀的使用壽命和製造成本。鉸刀的公稱直徑是指校準(zhǔn)部份的圓柱部份直徑，它應(yīng)等於被加工孔的基本尺寸，而其公差則與被鉸削孔的公差、鉸刀的製造公差、鉸刀磨耗量和鉸削過程中孔徑的變形性質(zhì)有關(guān)。 （1）加工後孔徑擴(kuò)大 鉸孔時(shí)，由於機(jī)床主軸間隙產(chǎn)生的徑向圓跳動(dòng)、鉸刀刀齒的徑向圓跳動(dòng)、鉸孔餘量不均勻而引起的顫動(dòng)、鉸刀的安裝偏差、切削液和積屑瘤等因素的影響，會(huì)使孔徑擴(kuò)大。 （2）加工後孔徑縮小 鉸削力較大或工件孔壁較薄時(shí)，由於工件的彈性變形或熱變形的恢復(fù)，鉸孔後孔徑常會(huì)縮小。2、齒數(shù)Z及槽形 鉸刀的齒數(shù)一般為4~12個(gè)齒。齒數(shù)多，則導(dǎo)向性好，刀齒負(fù)荷輕，鉸孔品質(zhì)高，但齒數(shù)過多，會(huì)降低鉸刀刀齒強(qiáng)度和減小容屑空間，故通常根據(jù)直徑和工件材料性質(zhì)選取鉸刀齒數(shù)。

鉸刀的齒槽形式有直線型、折線型和圓弧型三種。鉸刀的齒槽方向有直槽和螺旋槽兩種?！?-3鏜刀和鏜削加工一、鏜削加工的特點(diǎn)1、可以加工機(jī)座、箱體、支架等外形複雜的大型零件上的直徑較大的孔，特別是有位置精度要求的孔和孔系。2、鏜削加工靈活性大，適應(yīng)性強(qiáng)。在鏜床上除加工孔和孔系外，還可以車外圓、車端面、銑平面。鏜孔可以較正孔的位置。鏜孔可在鏜床上或車床上進(jìn)行。在鏜床上鏜孔時(shí)，鏜刀基本與車刀相同，不同之處是工件不動(dòng)，鏜刀在旋轉(zhuǎn)。鏜孔加工精度一般為IT9—IT7，表面粗糙度為Ra6.3—0.8mm。3、鏜削加工操作技術(shù)要求高，生產(chǎn)率低。 二、鏜刀的類型及應(yīng)用 按切削刃數(shù)量可分為單刃鏜刀、雙刃鏜刀和多刃鏜刀。按工件的加工表面可分為通孔鏜刀、盲孔鏜刀、階梯孔鏜刀和端面鏜刀。按刀具結(jié)構(gòu)可分為整體式、裝配式和可調(diào)式。

a.單刃鏜刀b.多刃鏜刀:①兩端都有切削刃,工作時(shí)可消除徑向力對(duì)鏜桿的影響,工件的孔徑尺寸與精度由鏜刀徑向尺寸保證.②多採用浮動(dòng)連接結(jié)構(gòu),可減少鏜刀塊安裝誤差及鏜桿徑向跳動(dòng)所引起的加工誤差.③孔的加工精度可達(dá)IT6-IT7,Ra達(dá)0.8μm.

§6-4鏜床和鑽床

一、鏜床

1、應(yīng)用：鏜床是一種主要用鏜刀在工件上加工孔的機(jī)床。通常用於加工尺寸較大，精度要求較高的孔，特別是分佈在不同表面上，孔距和位置精度要求較高的孔。如箱體上的孔，還可以進(jìn)行銑削，鑽孔，擴(kuò)孔，鉸孔等工作。

2、鏜削特點(diǎn):刀具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,通用性達(dá),可粗加工也可半精加工和精加工,適用批量較小的加工，鏜孔品質(zhì)取決於機(jī)床精度. 3.運(yùn)動(dòng)分析：主運(yùn)動(dòng)為鏜刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)為鏜刀或工件的移動(dòng)。

4.分類：

a.臥式鏜床

b.座標(biāo)鏜床：是一種高精度的機(jī)床。主要特點(diǎn)：具有座標(biāo)位置的精密測(cè)量裝置。

c.金剛鏜床：一種高速精密鏜床。主要特點(diǎn)：vc很高，ap和f很小，加工精度可達(dá)IT5--IT6.Ra達(dá)0.63--0.08μm二、鑽床

1、應(yīng)用：鑽床是用鑽頭在工件上加工孔的機(jī)床。通常用於加工尺寸較小，精度要求不太高的孔?？赏瓿设嵖?，擴(kuò)孔，鉸孔及攻螺紋等工作。

2、運(yùn)動(dòng)分析：工件固定，刀具作旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)，同時(shí)沿軸向作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

3、鑽床的主參數(shù)：最大鑽孔直徑

4、分類： a.立式鑽床：適用於中小工件的單件，小批量生產(chǎn) b.搖臂鑽床：適用於加工一些大而重的工件上的孔（工件不動(dòng)，移動(dòng)主軸） c.臺(tái)式鑽床：小型鑽床，常安裝在臺(tái)桌上，用來加工直徑<12mm的孔。 d.深孔鑽床及其他鑽床 5、鑽削特點(diǎn)：刀具剛性差，排屑困難，切削熱不易排出§6-5鑽削夾具和鏜床夾具

一、鑽削夾具 組成：鑽套、鑽範(fàn)本、定位元件、夾緊裝置、夾具體等 （1）鑽模的主要類型

1）固定式鑽?！庸た拙雀?/p>

2）回轉(zhuǎn)式鑽?！獓@某一軸線分佈的軸向或徑向孔系

3）移動(dòng)式鑽?！嵐ぜ槐砻嫔系亩嗫?，孔徑≤10mm 4）翻轉(zhuǎn)式鑽模——加工小工件不同表面上的孔，重≤100N 5）蓋板式鑽?！獰o夾具體，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輕便，大件上孔加工，夾具重≤100N。

6）滑柱式鑽?！ㄓ每烧{(diào)夾具，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、方便、製造週期短，應(yīng)用廣

（2）鑽套及鑽範(fàn)本

1）鑽套——引導(dǎo)刀具——保證位置精度，提高系統(tǒng)剛度 分為：標(biāo)準(zhǔn)鑽套——固定鑽套、可換鑽套和快換鑽套 特殊鑽套——小孔距鑽套、加長(zhǎng)鑽套、斜面鑽套 鑽套高度H——大，導(dǎo)向好，刀具剛度提高，精度高，但磨損加劇

H=(1～2.5)d

排屑空間h——大，排屑方便，導(dǎo)向性能差，精度降低 鑄鐵h=(0.3～0.7)d；鋼件h=(0.7～1.5)d；要求高h(yuǎn)=0 2）鑽範(fàn)本——安裝鑽套，確保鑽套正確位置 ①固定式鑽範(fàn)本——連體式、裝配式或焊接式——結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度高 ②鉸鏈?zhǔn)借嵐?fàn)本——間隙，精度較低——工件裝卸方便 ③分離式鑽範(fàn)本——可拆卸的，費(fèi)事，精度低

（3）分度裝置——按一定角度或一定距離加工一組表面 組成：固定部分、可動(dòng)部分、分度對(duì)定機(jī)構(gòu)、鎖緊機(jī)構(gòu) 分度方式：回轉(zhuǎn)分度、直線移動(dòng)分度

1）分度對(duì)定機(jī)構(gòu)——組成：分度盤和對(duì)定銷 軸向分度——結(jié)構(gòu)緊湊，應(yīng)用廣 徑向分度——轉(zhuǎn)角誤差小——分度精度高

2）分度盤和分度銷

①分度盤——軸向開孔，或徑向開槽 圓孔——圓銷；圓孔——菱銷；錐孔——錐銷； 圓孔——斜面圓銷；鋼珠——小錐穴 矩形槽盤；單斜面槽盤；雙斜面槽盤；齒形槽盤

②對(duì)定銷——手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、自動(dòng) 常用機(jī)構(gòu)：鋼球?qū)ΧC(jī)構(gòu)、手動(dòng)直拉式對(duì)定銷、齒輪齒條對(duì)定銷

二、鏜床夾具 組成：鏜模底座、鏜模支架